DE102005033897A1 - Electrical energy supplying circuit arrangement for light emitting diode arrangement in motor vehicle, has transistor provided to short-circuit diodes in conductor and controllable to adjust current flowing through conductor and diodes - Google Patents

Electrical energy supplying circuit arrangement for light emitting diode arrangement in motor vehicle, has transistor provided to short-circuit diodes in conductor and controllable to adjust current flowing through conductor and diodes Download PDF

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Abstract

The circuit arrangement has a power transistor (Ts) to detect current flowing into a light emitting diode arrangement. A transistor (Tr) is provided to short-circuit light emitting diodes (G1) in a parallel conductor (P) that is indirectly controlled by the power transistor (Ts). The transistor (Tr) is controllable to adjust current flowing through the conductor and diodes (G3). A constant current source has components with a changeable voltage drop that adjusts the light emitting diode current. An independent claim is also included for an assembly of a circuit arrangement and a light emitting diode arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Versorgen einer Leuchtdiodenanordnung mit elektrischer Energie mit einem Stromerfassungsmittel zum Erfassen des in die Leuchtdiodenanordnung fließenden Stroms (Leuchtdiodenstroms) und mit zumindest einem Mittel zum Kurzschließen einer oder mehrerer Leuchtdioden über eine Parallelleitung, das zumindest mittelbar von der Stromerfassungseinrichtung ansteuerbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus einer vorgenannten Schaltungsanordnung und einer Leuchtdiodenanordnung.The The invention relates to a circuit arrangement for supplying a Light-emitting diode arrangement with electrical energy with a current detection means for detecting the current flowing in the light emitting diode array (Light emitting diode current) and with at least one means for shorting one or several LEDs over a parallel line, at least indirectly from the current detection device is controllable. The invention further relates to an arrangement of an aforementioned circuit arrangement and a light emitting diode array.

Aus der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer DE 198 41 490 A1 ist eine Schaltungsanordnung mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt. Diese Schaltungsanordnung ist dazu vorgesehen, eine Serienschaltung aus mindestens zwei Leuchtdioden vor einem Ausfall zu schützen, wozu jeweils mindestens eine Leuchtdiode der Parallelleitung zugeordnet ist. In der Parallelleitung kann ein Transistor zum Öffnen und Schließen der Parallelleitung angeordnet sein. Die Parallelleitung dient dazu, eine gegebenenfalls defekte Leuchtdiode zu überbrücken, so dass ein Stromfluss durch die Leuchtdiodenanordnung weiterhin möglich ist.From the publication with the publication number DE 198 41 490 A1 a circuit arrangement with the features mentioned is known. This circuit arrangement is intended to protect a series connection of at least two light-emitting diodes against a failure, for which purpose at least one light-emitting diode of the parallel line is assigned. In the parallel line, a transistor for opening and closing the parallel line may be arranged. The parallel line serves to bridge an optionally defective light-emitting diode, so that a current flow through the light-emitting diode arrangement is still possible.

Im vorliegenden Fall waren die Entwickler vor die Aufgabe gestellt, eine Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, die so ausgestaltet ist, dass sie auch bei sich ändernden Betriebsspannungen fehlerfrei arbeitet. Fehlerfrei arbeiten hieß in dem Anforderungsprofil, dass einem übergeordneten Diagnosemittel des Kraftfahrzeugs auch bei sich ändernden Betriebsspannungen oberhalb eines bestimmten Schwellwerts ständig ein störungsfreier Betrieb signalisiert wird. Die Anforderung ging jedoch nur soweit, dass in einem störungsfreien Betrieb zumindest ein Teil der Leuchtdioden einen vollen Lichtstrom zur Verfügung stellt. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass alle Leuchtdioden leuchten oder einen vollen Lichtstrom zur Verfügung stellen. Helligkeitsschwankungen sind, sofern diese nicht ein Flackern der Leuchtdioden zur Folge haben, durchaus akzeptabel und gelten nach den Vorgaben als störungsfreier Betrieb.in the In this case, the developers were faced with the task of a circuit arrangement for to propose a motor vehicle which is designed to be even with changing ones Operating voltages are working faultlessly. Working without errors was said in the Requirement profile that is a parent Diagnostic means of the motor vehicle even with changing operating voltages above a certain threshold constantly signals a trouble-free operation becomes. The requirement went however only so far that in a trouble-free Operation at least a portion of the LEDs a full luminous flux to disposal provides. However, it is not necessary that all light emitting diodes light up or provide a full luminous flux. brightness variations are, if they do not cause a flickering of the LEDs have, quite acceptable and apply according to the specifications as trouble-free Business.

Die Entwickler sahen sich daher vor die Aufgabe gestellt, eine Schaltungsanordnung zum Versorgen einer Leuchtdiodenanordnung mit elektrischer Energie vorzuschlagen, die einerseits Schwankungen der Betriebsspannung in einem gewissen Maße ausgleicht und andererseits einem Diagnosemittel, welches zum Beispiel die Mindeststromaufnahme der Schaltungsanordnung überwacht, trotz des Zuschaltens und des Abschaltens verschiedener Leuchtdioden einen störungsfreien Betrieb anzeigt.The Developers were therefore faced with the task, a circuit arrangement for supplying a light-emitting diode arrangement with electrical energy to propose, on the one hand, fluctuations in the operating voltage to some extent balances and on the other hand a diagnostic agent, which for example monitors the minimum current consumption of the circuit, despite the connection and disconnection of different light emitting diodes a trouble-free Indicates operation.

VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF INVENTION

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schaltungsanordnung geeignet und eingerichtet ist, im Betrieb in einem vorgegebenen Spannungsbereich einer Betriebsspannung einen Mindeststrom aufzunehmen, und dass das Mittel zum Kurzschließen regelbar ist, um den Strom durch die Parallelleitung und somit durch die kurzschließbaren Leuchtdioden einzustellen.These Task is inventively characterized solved, that the circuit arrangement is suitable and set up, in operation in a predetermined voltage range of an operating voltage a Minimum current, and that the means for short-circuiting regulated is the current through the parallel line and thus through the kurzschließbaren Set LEDs.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann somit in einem vorgegebenen Spannungsbereich eine Mindeststromaufnahme gewährleistet werden, auch wenn einige der Leuchtdioden durch Überbrücken mittels der Parallelleitung ganz oder nur zum Teil von einem Strom durchflossen werden. Der Stromdurchfluss durch die kurzschließbaren Leuchtdioden kann dabei zwischen einem Strom in Höhe des vollen Leuchtdiodenstroms und einem Strom vom Betrag 0 eingestellt werden. Dazu sind die Mittel zum Kurzschließen besonders ausgelegt.With the circuit arrangement according to the invention can thus in a predetermined voltage range a minimum current consumption guaranteed even though some of the light-emitting diodes by bridging by means of the parallel line completely or only partly flows through a stream. Of the Current flow through the short-circuitable LEDs can thereby between a stream in height the full light-emitting diode current and a current of the amount 0 is set become. For this purpose, the means for shorting are specially designed.

Die regelbaren Mittel zum Kurzschließen und zum Einstellen des Stroms durch die kurzschließbaren Leuchtdioden umfassen vorzugsweise einen oder mehrere vorteilhaft parallel geschaltete Transistoren. Diese Transistoren werden im Kleinsignalbereich betrieben und dienen somit nicht als „harten" Schalter.The adjustable means for shorting and adjusting the Electricity through the short-circuitable Light-emitting diodes preferably comprise one or more advantageous parallel connected transistors. These transistors are in the Small signal range operated and thus do not serve as a "hard" switch.

Auch die Stromerfassungsmittel können einen Transistor umfassen.Also the current detection means can comprise a transistor.

Die Schaltungsanordnung kann erfindungsgemäß ferner eine Konstantstromquelle umfassen. Die Konstantstromquelle kann dabei Bauelemente aufweisen, die im Betrieb der Schaltungsanordnung einen veränderbaren den Leuchtdiodenstrom einstellenden Spannungsabfall haben. Vorzugsweise handelt es sich bei den Bauelementen um Leistungstransistoren, an denen im Betriebsfall eine Spannung abfällt, in Abhängigkeit derer der Strom durch die kurzschließbaren Leuchtdioden eingestellt wird.The Circuit arrangement according to the invention may further comprise a constant current source include. The constant current source may have components, in the operation of the circuit a variable the light-emitting diode current have adjusting voltage drop. It is preferable in the case of components around power transistors to which in the case of operation a voltage drops, dependent on derer the current set by the short-circuiting LEDs becomes.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann mit einer Leuchtdiodenanordnung zu einer erfindungsgemäßen Anordnung zusammengeschaltet werden. Die Leuchtdiodenanordnung umfasst dabei vorzugsweise zumindest zwei Gruppen von Leuchtdioden, wobei die Leuchtdioden der einen Gruppe mittels des regelbaren Mittels kurzschließbar sind. Die Leuchtdioden der Gruppen können parallel geschaltet und die Gruppen in Reihe geschaltet sein.A inventive circuit arrangement can with a light-emitting diode arrangement to an inventive arrangement be interconnected. The light-emitting diode arrangement comprises preferably at least two groups of light-emitting diodes, wherein the Light-emitting diodes of a group are short-circuited by means of the controllable means. The LEDs of the groups can connected in parallel and the groups are connected in series.

Die Parallelleitung ist dann so zu der Gruppe von kurzschließbaren Leuchtdioden angeordnet, dass die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors parallel zu dieser Gruppe liegt.The parallel line is then so to the group arranged by short-circuiting LEDs, that the collector-emitter path of the transistor is parallel to this group.

ZEICHNUNGENDRAWINGS

Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und eine Anordnung aus der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und einer Leuchtdiodenanordnung ist in der Zeichnung näher dargestellt. Darin zeigtOne embodiment for one inventive circuit arrangement and an arrangement of the circuit arrangement according to the invention and a light-emitting diode arrangement is shown in more detail in the drawing. It shows

1 einen schematischen Schaltplan der Anordnung, 1 a schematic circuit diagram of the arrangement,

2a ein Stromspannungsdiagramm der Anordnung gemäß 1 und 2a a current voltage diagram of the arrangement according to 1 and

2b ein Stromspannungsdiagramm der Ströme durch die Leuchtdioden. 2 B a current voltage diagram of the currents through the LEDs.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION THE EMBODIMENTS

Die in der 1 dargestellte Anordnung umfasst die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1, 2 und eine Leuchtdiodenanordnung G1, G2, G3.The in the 1 The arrangement shown comprises the circuit arrangement according to the invention 1 . 2 and a light emitting diode array G 1 , G 2 , G 3 .

Die Leuchtdiodenanordnung umfasst drei Gruppen G1, G2, G3 von jeweils vier parallel geschalteten Leuchtdioden. Die einzelnen Gruppen G1, G2, G3 sind in Reihe geschaltet. Die Leuchtdiodenanordnung ist kathodenseitig mit einer Betriebsspannung UB, vorzugsweise eine Betriebs-Spannung einer Kraftfahrzeugbordnetzes und anodenseitig mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 1, 2 verbunden. Ein die Leuchtdiodenanordnung durchfließender Strom ID fließt von dem Anschluss an die Betriebsspannung UB zu einem Anschluss A1 der Schaltungsanordnung 1, 2. Vor und hinter der Gruppe G3 der Leuchtdiodenanordnung ist die Leuchtdiodenanordnung mit Anschlüssen A2 beziehungsweise A3 der Schaltungsanordnung 1, 2 verbunden.The light-emitting diode arrangement comprises three groups G 1 , G 2 , G 3 of four light-emitting diodes connected in parallel. The individual groups G 1 , G 2 , G 3 are connected in series. The LED array is the cathode side with an operating voltage U B , preferably an operating voltage of a motor vehicle electrical system and the anode side with the circuit arrangement according to the invention 1 . 2 connected. A current flowing through the LED array I D flows from the terminal to the operating voltage U B to a terminal A 1 of the circuit 1 . 2 , Before and behind the group G 3 of the light-emitting diode arrangement, the light-emitting diode arrangement with terminals A 2 and A 3 of the circuit arrangement 1 . 2 connected.

Die Schaltungsanordnung 1, 2 umfasst eine Konstantstromquelle 2, die im Wesentlichen aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Konstantstromquelle ist mit einem Anschluss der Betriebsspannung UB und mit einem Masseanschluss verbunden. Darüber hinaus ist die Konstantstromquelle 2 über den Anschluss A1 mit der Leuchtdiodenanordnung G1, G2, G3 verbunden. Der Leuchtdiodenstrom ID fließt über den Anschluss A1 in die Konstantstromquelle hinein. Die Konstantstromquelle umfasst zwei Leistungstransistoren TL1 und TL2 deren Kollektor-Emitter-Strecken parallel geschaltet sind, wobei der Kollektor der beiden Leistungstransistoren TL1, TL2 mit dem Anschluss A1 verbunden ist. Der Diodenstrom teilt sich, nachdem er in die Konstantstromquelle 2 hinein geflossen ist, auf, fließt über die Leistungstransistoren TL1, TL2 (nämlich über deren Kollektor-Emitter-Strecken) über jeweils einen Vorwiderstand R7, R9, eine Verpolschutzdiode D1 nach Masse. Die Basis der beiden Leistungstransistoren TL1, TL2 liegt auf gleichem Potential und ist mit dem Kollektor eines Transistors T verbunden. Der Emitter dieses Transistors liegt auf Masse, während die Basis über Widerstände R6, R8 mit dem Emitter der Leistungstransistoren TL1, TL2 verbunden ist. Die Konstantstromquelle 2 ist so eingerichtet, dass ab einer bestimmten Betriebsspannung UB der Diodenstrom ID konstant gehalten wird.The circuit arrangement 1 . 2 includes a constant current source 2 which is essentially known from the prior art. The constant current source is connected to a terminal of the operating voltage U B and to a ground terminal. In addition, the constant current source 2 connected via the terminal A 1 with the light emitting diode array G 1 , G 2 , G 3 . The light-emitting diode current I D flows via the terminal A 1 into the constant current source. The constant current source comprises two power transistors T L1 and T L2 whose collector-emitter paths are connected in parallel, wherein the collector of the two power transistors T L1 , T L2 is connected to the terminal A 1 . The diode current splits after entering the constant current source 2 has flowed into, via the power transistors T L1 , T L2 (namely, via their collector-emitter paths) via a respective series resistor R 7 , R 9 , a Verpolschutzdiode D 1 to ground. The base of the two power transistors T L1 , T L2 is at the same potential and is connected to the collector of a transistor T. The emitter of this transistor is grounded, while the base via resistors R 6 , R 8 is connected to the emitter of the power transistors T L1 , T L2 . The constant current source 2 is set up so that, starting at a specific operating voltage U B, the diode current I D is kept constant.

Damit auch bei vergleichsweise geringen Betriebsspannungen UB eine Mindeststromaufnahme der gesamten Anordnung gewährleistet ist, ist eine zusätzliche Schaltung in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung vorgesehen. Diese umfasst ein Mittel TR zum Kurzschließen der Gruppe G3 der Leuchtdiodenanordnung, so dass der Leuchtdiodenstrom ganz oder zum Teil an den Leuchtdioden der Gruppe G3 vorbeigeführt wird. Das Mittel TR zum Kurzschließen ist dazu mit den Anschlüssen A2, A3 der Schaltungsanordnung 1, 2 verbunden. Das Mittel TR zum Kurzschließen wird durch einen Transistor TR gebildet, der mit seinem Kollektor an dem Anschluss A2 und mit seinem Emitter an dem Anschluss A3 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors TR ist über Widerstände R1 und R2 mit der Betriebsspannung UB verbunden. An dem Mittelpunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 ist ein Transistor TK mit seinem Emitter angeschlossen. Bei dem Transistor TK handelt es sich im Unterschied zu dem Transistor TR um einen PNP Transistor. Der Kollektor des Transistors TK ist mit dem Emitter des Transistors TR verbunden. Die Basis des Transistors TK ist über einen Widerstand R3 mit dem Emitter des Transistors TK beziehungsweise zwischen den Widerständen R1 und R2 verbunden. Der Transistor TK koppelt den Transistor TR mit einem weiteren Transistor TS, der mit zwei Widerständen R4 und R5 ein Mittel zur Stromerfassung des durch die Leuchtdioden fließenden Stroms ID (Leuchtdiodenstrom) bildet. Der Transistor TS liegt mit seiner Basis über dem Widerstand R5 an den Kollektoren der Leistungstransistoren TL1, TL2 und an dem Anschluss A1 der Schaltungsanordnung 1, 2 an. Über einen Widerstand R4 ist der Transistor TS, der im Übrigen als NPN-Transistor ausgeführt ist, mit der Basis des Transistors TK verbunden. Der Emitter des Transistors TS ist mit dem Emitter des Leistungstransistors TL2 verbunden. Die Basisemitterspannung des Transistors TS entspricht somit der Kollektoremitterspannung des Leistungstransistors TL2.So that a minimum current consumption of the entire arrangement is ensured even at comparatively low operating voltages U B , an additional circuit is provided in the circuit arrangement according to the invention. This comprises a means T R for short-circuiting the group G 3 of the light-emitting diode arrangement, so that the light-emitting diode current is wholly or partly guided past the light-emitting diodes of the group G 3 . The short-circuiting means T R is for this purpose with the terminals A 2 , A 3 of the circuit arrangement 1 . 2 connected. The short-circuiting means T R is formed by a transistor T R which is connected with its collector to the terminal A 2 and with its emitter to the terminal A 3 . The base of the transistor T R is connected via resistors R 1 and R 2 to the operating voltage U B. At the midpoint between the resistors R 1 and R 2 , a transistor T K is connected with its emitter. In contrast to the transistor T R, the transistor T K is a PNP transistor. The collector of the transistor T K is connected to the emitter of the transistor T R. The base of the transistor T K is connected via a resistor R 3 to the emitter of the transistor T K or between the resistors R 1 and R 2 . The transistor T K couples the transistor T R to a further transistor T S , which forms a means for current detection of the current I D (light-emitting diode current) flowing through the light-emitting diodes with two resistors R 4 and R 5 . The transistor T S is located with its base on the resistor R 5 to the collectors of the power transistors T L1 , T L2 and the terminal A 1 of the circuit arrangement 1 . 2 at. Via a resistor R 4 , the transistor T S , which is otherwise designed as an NPN transistor, connected to the base of the transistor T K. The emitter of the transistor T S is connected to the emitter of the power transistor T L2 . The base-emitter voltage of the transistor T S thus corresponds to the collector-emitter voltage of the power transistor T L2 .

Bei ausreichender Betriebsspannung arbeitet die Anordnung wie folgt. Durch die Gruppen der Leuchtdiodenanordnung G1, G2, G3 fließt – und zwar auch durch die Gruppe G3 – der Leuchtdiodenstrom ID. Über den Anschluss A1 fließt der Leuchtdiodenstrom in die Leistungstransistoren TL1 und TL2. Die Leistungstransistoren TL1 und TL2 werden so angesteuert, dass der Leuchtdiodenstrom ID bei einer Erhöhung der Betriebsspannung konstant bleibt. Dazu ist die konstante Stromquelle mit der Betriebsspannung und mit Masse verbunden. Die Betriebsspannung gegen Masse liegt, abgesehen von einem geringen Spannungsabfall an den geringen Widerständen R7 und R9 an der Basis-Emitter-Strecke der Leisttransistoren an. Darüber kann der Kollektorstrom der Leistungstransistoren gesteuert und somit der Leuchtdiodenstrom ID eingestellt werden.If the operating voltage is sufficient, the arrangement works as follows. Through the groups of the light emitting diode arrangement G 1 , G 2 , G 3 flows - and also by the group G 3 - the light-emitting diode current I D. The light-emitting diodes flow via connection A 1 current into the power transistors T L1 and T L2 . The power transistors T L1 and T L2 are driven so that the light-emitting diode current I D remains constant with an increase in the operating voltage. For this purpose, the constant current source is connected to the operating voltage and to ground. The operating voltage to ground is, apart from a small voltage drop across the low resistors R 7 and R 9 at the base-emitter path of the power transistors. In addition, the collector current of the power transistors can be controlled and thus the light-emitting diode current I D can be set.

Der Spannungsabfall, der über den Kollektor-Emitter-Strecken der Leistungstransistoren aufbaut, fällt an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors TS ab. Der Leistungstransistor TS ist durch diesen Spannungsabfall angesteuert und leitend. Dadurch ist ein Stromfluss von der Betriebsspannung UB über die Widerstände R2 und R3 die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors TS, den Widerstand E7 und die Verpolschutzdiode E1 nach Masse möglich.The voltage drop which builds up across the collector-emitter paths of the power transistors drops at the base-emitter junction of the transistor T S. The power transistor T S is driven by this voltage drop and conductive. As a result, a current flow of the operating voltage U B via the resistors R 2 and R 3, the collector-emitter path of the transistor T S , the resistor E 7 and the polarity reversal diode E 1 to ground possible.

Dieses hat ein Ansteuern des Transistors TK zur Folge, der ebenfalls leitend wird und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors TR zusammenbrechen lässt. Dadurch ist der Transistor TR nicht angesteuert und die Parallelleitung P zu der Leuchtdiodengruppe G3 ist unterbrochen. Der gesamte Leuchtdiodenstrom ID fließt somit auch durch die Leuchtdioden der Gruppe G3.This results in a driving of the transistor T K , which also becomes conductive and causes the base-emitter path of the transistor T R to collapse. As a result, the transistor T R is not activated and the parallel line P to the light-emitting diode group G 3 is interrupted. The entire light-emitting diode current I D thus flows through the light-emitting diodes of the group G 3 .

Wird die Betriebsspannung reduziert, stellt sich folgendes ein:
Durch die Reduzierung der Betriebsspannung fällt an den Leistungstransistoren, d. h. über der Kollektor-Emitter-Strecke der Leistungstransistoren eine geringere Spannung ab. Durch diese Spannungsänderung ändert sich die Basis-Emitter-Spannung des Transistors TS. Dadurch wird der Strom durch den Transistor TS reduziert und entsprechend die Basis des Transistors TK angehoben. Der Stromfluss durch den Transistor TK wird dadurch ebenfalls reduziert, was einen Spannungsabfall über der Basis-Emitter-Strecke des Transistors TR zur Folge hat. Dieses verursacht einen Stromfluss über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors TR, wodurch die Parallelleitung P leitend wird ohne jedoch die Leuchtdioden der Gruppe G3 kurzzuschließen. Das bedeutet, das ein Teil des Leuchtdiodenstroms ID nach wie vor durch die Leuchtdioden der Gruppe G3 fließt, während ein anderer Teil des Leuchtdiodenstroms ID über die Parallelleitung P an den Leuchtdioden der Gruppe G3 vorbeigeführt wird. Der Gesamtwiderstand für den Leuchtdiodenstrom reduziert sich, wodurch eine Mindeststromaufnahme trotz der verringerten Betriebsspannung UB aufrechterhalten wird.If the operating voltage is reduced, the following occurs:
Due to the reduction of the operating voltage, a lower voltage drops across the power transistors, ie across the collector-emitter path of the power transistors. By this voltage change, the base-emitter voltage of the transistor T S changes . As a result, the current through the transistor T S is reduced and the base of the transistor T K is raised accordingly. The current flow through the transistor T K is thereby also reduced, which has a voltage drop across the base-emitter path of the transistor T R result. This causes a current flow through the collector-emitter path of the transistor T R , whereby the parallel line P becomes conductive without, however, short-circuiting the LEDs of the group G 3 . This means that part of the light-emitting diode current I D still flows through the light-emitting diodes of the group G 3 , while another part of the light-emitting diode current I D is led past the parallel line P to the light-emitting diodes of the group G 3 . The total resistance for the LED current is reduced, whereby a minimum current consumption is maintained despite the reduced operating voltage U B.

Wird die Betriebsspannung UB weiter reduziert, verringert sich der Spannungsabfall über die Kollektoremitterstrecke der Leistungstransistoren TL1, TL2 weiter, und entsprechend stellt sich eine Spannung an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors TR ein, welches den Widerstand der Parallelleitung P weiter reduziert. Sobald die Leistungstransistoren TL1, TL2 aufgrund einer immer weiter abgesenkten Betriebsspannung UB voll durchschalten, schaltet auch der Transistor TR voll durch. D. h., die Parallelleitung P hat gegenüber dem Zweig über die Leuchtdioden der Gruppe G3 keinen ohmschen Widerstand und der Leuchtdiodenstrom ID wird vollständig von der Parallelleitung P übernommen. Die Mindeststromaufnahme kann dadurch trotz der weiter reduzierten Betriebsspannung UB aufrechterhalten werden. Die Leuchtdioden der Gruppe G3 sind dann jedoch abgeschaltet, welches jedoch nicht als Nachteil empfunden wird. Eine noch weitere Reduktion der Betriebsspannung führt letztendlich zu einem geringer werdenden Leuchtdiodenstrom ID, bis letztendlich die Spannung nicht mehr dazu ausreicht, einen Strom durch die Leuchtdioden der Gruppen G1 und G2 und über den Parallelzweig P zu treiben. Die Leuchtdioden verlöschen letztendlich vollständig.If the operating voltage U B is further reduced, the voltage drop across the collector emitter path of the power transistors T L1 , T L2 decreases further, and accordingly sets a voltage at the base-emitter path of the transistor T R , which the resistance of the parallel line P on reduced. As soon as the power transistors T L1 , T L2 are fully switched on as a result of an operating voltage U B which has been lowered further, the transistor T R also fully switches. D. h., The parallel line P has no resistance to the branch over the LEDs of the group G 3 and the light-emitting diode current I D is completely taken over by the parallel line P. The minimum current consumption can thereby be maintained despite the further reduced operating voltage U B. The LEDs of the group G 3 are then turned off, which is not felt to be a disadvantage. An even further reduction of the operating voltage ultimately leads to a decreasing light-emitting diode current I D until finally the voltage is no longer sufficient to drive a current through the light-emitting diodes of the groups G 1 and G 2 and over the parallel branch P. The light-emitting diodes finally go out completely.

In 2a ist die Gesamtstromaufnahme, d. h. der Leuchtdiodenstrom ID der Spannung dargestellt. Es ist erkennbar, dass eine nennenswerte Stromaufnahme 10 ab einer Spannung von U0 beginnt. Der Strom, der durch die Betriebsspannung ab der Spannung U0 durch die Schaltung getrieben wird, fließt vollständig als Leuchtdiodenstrom ID, 10 durch die Leuchtdioden der ersten und der zweiten Gruppe G1 beziehungsweise G2. Ab einer Betriebsspannung UB von U1 ist die gewünschte Stromaufnahme erreicht. Wird die Spannung UB weiter erhöht, regelt die Konstantstromquelle 2 den Strom so, dass er in etwa auf dem gewünschten Wert gehalten wird. Wird die Spannung weiter erhöht, wird der Leuchtdiodenstrom ID, 10, der bis zu einer Spannung U2 über die Parallelleitung an den Leuchtdioden der Gruppe G3 vorbeifließt, nur durch die Leuchtdioden der Gruppe G1 und G2 getrieben. Wird die Betriebsspannung über den Wert von U2 weiter erhöht, reicht die Betriebsspannung aus, um auch einen Strom durch die Leuchtdioden der Gruppe G3 zu treiben. D. h., die Leuchtdioden der Gruppe G3 können zugeschaltet werden.In 2a is the total current consumption, ie the light-emitting diode current I D of the voltage shown. It can be seen that a significant power consumption 10 starts from a voltage of U 0 . The current which is driven by the operating voltage from the voltage U 0 through the circuit flows completely as a light-emitting diode current I D , 10 through the light emitting diodes of the first and the second group G 1 or G 2 . From an operating voltage U B of U 1 , the desired current consumption is reached. If the voltage U B is further increased, regulates the constant current source 2 the current so that it is kept at about the desired value. If the voltage is further increased, the light-emitting diode current I D , 10 which flows up to a voltage U 2 via the parallel line to the light emitting diodes of the group G 3 , driven only by the light emitting diodes of the group G 1 and G 2 . If the operating voltage is further increased above the value of U 2 , the operating voltage is sufficient to also drive a current through the LEDs of the group G 3 . D. h., The LEDs of group G 3 can be switched on.

Um ein abruptes hartes Zuschalten zu vermeiden, wird dazu der Transistor TR so angesteuert, dass der Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke Zug um Zug erhöht wird, bis dass der Transistor TR vollständig abschaltet. Die Wirkung ist, dass der Strom durch die Leuchtdioden der Gruppe G3 stetig erhöht wird. Dieses ist an dem Verlauf der Kurve 12 in der 2b ab dem Spannungswert von U2 zu erkennen. Bei einer Spannung von U3 haben die Leuchtdioden der Gruppe G3 den Leuchtdiodenstrom ID vollständig übernommen und der Transistor TR ist abgeschaltet. Anders als bei einem hartschaltenden Transistor TR führt das weiche Schalten bei Spannungsschwankungen der Betriebsspannung UB im Bereich der Spannungen U2 beziehungsweise U3 nicht zu einem Flackern der Leuchtdioden der Gruppe G3 und somit nicht zu einem flackernden Eindruck der gesamten Leuchtdiodenanordnung. Sind die Spannungsschwankungen nicht zu groß, wird der Lichtstrom nur allmählich geändert, was einem Betrachter nicht stark auffällt.In order to avoid an abrupt hard connection, the transistor T R is driven for this purpose so that the resistance of the collector-emitter path is increased step by step until the transistor T R switches off completely. The effect is that the current through the light emitting diodes of group G 3 is steadily increased. This is on the course of the curve 12 in the 2 B can be detected from the voltage value of U 2 . At a voltage of U 3 , the light-emitting diodes of group G 3 have completely taken over the light-emitting diode current I D and the transistor T R is switched off. Unlike a hard-switching transistor T R performs the soft switching in Span Voltage fluctuations of the operating voltage U B in the range of voltages U 2 and U 3 does not cause a flickering of the LEDs of the group G 3 and thus not to a flickering impression of the entire light emitting diode array. If the voltage fluctuations are not too great, the luminous flux is changed only gradually, which is not noticeable to a viewer.

Claims (9)

Schaltungsanordnung zum Versorgen einer Leuchtdiodenanordnung mit elektrischer Energie – mit einem Stromerfassungsmittel (TS) zum Erfassen des in die Leuchtdiodenanordnung fließenden Stroms (Leuchtdiodenstrom ID, 10); – mit zumindest einem Mittel (TR) zum Kurzschließen einer oder mehrerer Leuchtdioden (G1) über eine Parallelleitung (P), das zumindest mittelbar von der Stromerfassungseinrichtung (TS) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung geeignet und eingerichtet ist, im Betrieb in einem vorgegebenen Spannungsbereich (UB >U1) einen Mindeststrom aufzunehmen, und dass das Mittel (TR) zum Kurzschließen regelbar ist, um den Strom durch die Parallelleitung (P) und somit durch die kurzschließbaren Leuchtdioden (G3) einzustellen.Circuit arrangement for supplying a light-emitting diode arrangement with electrical energy - having a current detection means (T S ) for detecting the current flowing into the light-emitting diode arrangement (light-emitting diode current I D , 10 ); - having at least one means (T R ) for short-circuiting one or more light-emitting diodes (G 1 ) via a parallel line (P), which is at least indirectly controllable by the current detection means (T S ), characterized in that the circuit arrangement is suitable and arranged to receive a minimum current during operation in a predetermined voltage range (U B > U 1 ), and that the means (T R ) for short-circuiting can be regulated in order to adjust the current through the parallel line (P) and thus through the short-circuitable light-emitting diodes (G 3 ) , Schaltungsanordnung (1, 2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das regelbare Mittel zum Kurzschließen und Einstellen des Stroms durch die kurzschließbaren Leuchtdioden (G3) einen oder vorzugsweise mehrere parallel geschaltete Transistoren (TR) umfasst.Circuit arrangement ( 1 . 2 ) according to claim 1, characterized in that the controllable means for short-circuiting and adjusting the current through the short-circuitable light-emitting diodes (G 3 ) comprises one or preferably a plurality of parallel-connected transistors (T R ). Schaltungsanordnung (1, 2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromerfassungsmittel einen Transistor (TS) umfassen.Circuit arrangement ( 1 . 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the current detection means comprise a transistor (T S ). Schaltungsanordnung (1, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung eine Konstantstromquelle (2) umfasst.Circuit arrangement ( 1 . 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circuit arrangement is a constant current source ( 2 ). Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstantstromquelle (2) Bauelemente (TL1, TL2) mit einem veränderbaren, den Leuchtdiodenstrom (ID) einstellenden Spannungsabfall umfasst.Circuit arrangement according to Claim 4, characterized in that the constant current source ( 2 ) Comprises components (T L1 , T L2 ) with a variable, the light emitting diode current (I D ) adjusting voltage drop. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Spannungsabfalls an den Bauelementen (TL1, TL2) der Strom durch die Parallelleitung (P) einstellbar ist.Circuit arrangement according to Claim 5, characterized in that the current through the parallel line (P) can be set as a function of the voltage drop across the components (T L1 , T L2 ). Anordnung aus einer Schaltungsanordnung (1, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einer Leuchtdiodenanordnung (G1, G2, G3), dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiodenanordnung (G1, G2, G3) zumindest zwei Gruppen (G1, G2) von Leuchtdioden umfasst, wobei die Leuchtdioden der einen Gruppe (G3) mittels des regelbaren Mittels (TR) kurzschließbar sind.Arrangement of a circuit arrangement ( 1 . 2 ) according to one of claims 1 to 6 and a light emitting diode array (G 1 , G 2 , G 3 ), characterized in that the light emitting diode array (G 1 , G 2 , G 3 ) at least two groups (G 1 , G 2 ) of light emitting diodes wherein the light-emitting diodes of one group (G 3 ) can be short-circuited by means of the controllable means (T R ). Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden der Gruppen (G1, G2, G3) parallel geschaltet und die Gruppen (G1, G2, G3) in Reihe geschaltet sind.Arrangement according to claim 7, characterized in that the light emitting diodes of the groups (G 1 , G 2 , G 3 ) connected in parallel and the groups (G 1 , G 2 , G 3 ) are connected in series. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelleitung (P) die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (TR) des Mittels zum Kurzschließen umfasst.Arrangement according to claim 8, characterized in that the parallel line (P) comprises the collector-emitter path of the transistor (T R ) of the means for short-circuiting.
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